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Uma equipe de cientistas desbloqueou o potencial das comunicações 6G com um novo multiplexador de polarização.
As comunicações terahertz representam a próxima fronteira na tecnologia sem fio, prometendo taxas de transmissão de dados muito superiores aos sistemas atuais.
Ao operar em frequências de terahertz, esses sistemas podem suportar largura de banda sem precedentes, permitindo comunicação sem fio ultrarrápida e transferência de dados. No entanto, um dos desafios significativos nas comunicações de terahertz é gerenciar e utilizar efetivamente o espectro disponível.
A equipe desenvolveu o primeiro (des)multiplexador de polarização terahertz integrado de banda ultralarga implementado em uma base de silício sem substrato, que foi testado com sucesso na banda J subterahertz (220-330 GHz) para comunicações 6G e além.
O professor Withawat Withayachumnankul da Escola de Engenharia Elétrica e Mecânica da Universidade de Adelaide liderou a equipe que também inclui o ex-aluno de doutorado da Universidade de Adelaide, Dr. Weijie Gao, que agora é um pesquisador de pós-doutorado trabalhando ao lado do professor Masayuki Fujita na Universidade de Osaka.
“Nosso multiplexador de polarização proposto permitirá que múltiplos fluxos de dados sejam transmitidos simultaneamente pela mesma banda de frequência, efetivamente dobrando a capacidade de dados”, disse o professor Withayachumnankul.
“Essa grande largura de banda relativa é um recorde para qualquer multiplexador integrado encontrado em qualquer faixa de frequência. Se fosse dimensionada para a frequência central das bandas de comunicações ópticas, essa largura de banda poderia cobrir todas as bandas de comunicações ópticas.”
Um multiplexador possibilita que vários sinais de entrada compartilhem um dispositivo ou recurso — como os dados de várias chamadas telefônicas sendo transmitidos em um único fio.
O novo dispositivo que a equipe desenvolveu pode dobrar a capacidade de comunicação sob a mesma largura de banda com menor perda de dados do que os dispositivos existentes. Ele é feito usando processos de fabricação padrão, permitindo produção em larga escala com boa relação custo-benefício.
“Essa inovação não apenas aumenta a eficiência dos sistemas de comunicação de terahertz, mas também abre caminho para redes sem fio de alta velocidade mais robustas e confiáveis”, disse o Dr. Gao.
“Como resultado, o multiplexador de polarização é um facilitador essencial para concretizar todo o potencial das comunicações de terahertz, impulsionando avanços em vários campos, como streaming de vídeo de alta definição, realidade aumentada e redes móveis de última geração, como 6G.”
Os desafios inovadores abordados no trabalho da equipe, que eles publicaram na revista Avaliações de Laser e Fotônica avançar significativamente a praticidade das tecnologias terahertz habilitadas por fotônica.
“Ao superar barreiras técnicas importantes, essa inovação está pronta para catalisar uma onda de interesse e atividade de pesquisa na área”, disse o professor Fujita, coautor do artigo.
“Prevemos que dentro de um ou dois anos, os pesquisadores começarão a explorar novas aplicações e refinar a tecnologia.”
Nos próximos três a cinco anos, a equipe espera ver avanços significativos em comunicações de alta velocidade, levando a protótipos comerciais e produtos em estágio inicial.
“Dentro de uma década, prevemos ampla adoção e integração dessas tecnologias de terahertz em vários setores, revolucionando áreas como telecomunicações, geração de imagens, radar e internet das coisas”, disse o professor Withayachumnankul.
Este multiplexador de polarização mais recente pode ser perfeitamente integrado aos dispositivos de formação de feixes anteriores da equipe na mesma plataforma para obter funções de comunicação avançadas.
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